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Um estudo sobre a eficiência da opuntia ficus-indica, um cacto muito cultivado no brasil, como agente coagulante no processo de tratamento de águas cinzas. O objetivo é avaliar o desempenho do extrato de cactos da espécie opuntia ficus-indica como possível coagulante natural no tratamento de água, através de testes de coagulação/floculação e avaliação da eficiência de remoção de turbidez da água. O estudo justifica-se no atual cenário onde mais de 80% das águas cinzas são lançadas na natureza sem o devido tratamento, propondo a utilização de biocoagulantes como alternativa mais sustentável aos coagulantes químicos comumente utilizados. A pesquisa experimental será realizada em laboratório, analisando parâmetros físico-químicos das águas cinzas antes e depois do tratamento com a opuntia ficus-indica, a fim de avaliar a eficiência do processo.
Tipologia: Manuais, Projetos, Pesquisas
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Sete Lagoas/MG. Novembro/2021.
Estudo da eficiência da Opuntia Ficus-Indica como agente coagulante no processo de tratamento de águas cinzas. Projeto de pesquisa apresentado como exigência para obtenção de nota na disciplina de Metodologia Científica do II período dos cursos de Engenharia Mecânica^1 e Química^2 da Faculdade Ciências da vida, sob orientação da professora Fernanda Pereira Guimarães. Sete Lagoas/MG. Novembro/2021.
Águas cinzas são águas residuais das edificações que já foram utilizadas em diversas atividades cotidianas, ou seja, águas utilizadas em chuveiros, tanques e máquinas de lavar roupas, excluindo os efluentes sanitários (RAPOPORT, 2004). De acordo com o diagnóstico do Sistema Nacional de Informações Sobre Saneamento, publicado em 16 de dezembro de 2019, o consumo médio per capta de água no Brasil é de 153,9 L/hab.dia (SNS, 2019), e sabendo que 50 a 80% do esgoto residencial são correspondentes as águas cinzas, é relevante pensar no tratamento dessas águas, a fim de contribuir para a diminuição da captação desse recurso não renovável imprescindível à vida humana. Com os números apresentados, é notório o potencial de economia de água com o seu reuso após o tratamento. Entretanto, conforme Bondy (2010) afirma, substâncias químicas utilizadas nos processos convencionais de tratamentos de água, como por exemplo: os coagulantes metálicos utilizados na etapa de coagulação, podem apresentar efeitos adversos à natureza e aos indivíduos que dela se beneficiam. Logo, a procura por biocoagulantes em substituição aos coagulantes metálicos, é um assunto cada vez mais evidente nas diversas pesquisas realizadas pelos cientistas ao redor do mundo. Diante do exposto, este projeto de pesquisa se baseia no estudo da eficiência da Palma Forrageira ( Opuntia Fícus-Indica ), um cacto muito cultivado no Brasil, principalmente na região nordestina, que já apresenta resultados satisfatórios (FERREIRA, 2015), demonstrando seu potencial como agente coagulante no processo de tratamento de águas cinzas. 1.1 QUESTÃO NORTEADORA A Opuntia fícus-Indica , utilizada como biocoagulante no processo de coagulação e floculação no tratamento de águas cinzas, é uma alternativa eficaz ao processo de tratamento convencional onde há utilização de coagulantes químicos? 1.2 HIPÓTESE A Opuntia ficus-Indica utilizada no tratamento de águas cinzas é eficaz na remoção de turbidez e melhora de outros parâmetros físico-químicos da água tratada, se comparado às metodologias que se utilizam de coagulantes químicos para este mesmo tratamento.
A pesquisa se justifica no atual cenário, onde em todo mundo, mais de 80% das águas cinzas são lançadas na natureza sem o devido tratamento. Quando tratadas, na maioria das vezes, são utilizados coagulantes químicos onde os resíduos gerados têm potencial de causar danos à natureza. Portanto, esta pesquisa propõem a utilização de biocoagulantes, especificamente o cacto Opuntia Ficus- Indica , devido a facilidade de seu cultivo no Brasil e, consequentemente, facilidade de encontrá-lo, dispensando a necessidade de grandes investimentos para o processo de tratamento de águas cinzas. 1.4 OBJETIVO GERAL Verificar se a Opuntia Ficus-Indica , utilizada como biocoagulante no processo de coagulação e floculação no tratamento de águas cinzas, é uma alternativa eficaz ao processo de tratamento convencional onde há utilização de coagulantes químicos. 1.4.1 Objetivos específicos Analisar qual a melhor utilização da Opuntia Ficus-Indica no tratamento de águas cinzas: extrato seco ou in natura. Comparar parâmetros físico-químicos das águas cinzas, antes e depois do tratamento, utilizando a Opuntia Ficus-Indica como agente coagulante.
2. REFERENCIAL TEÓRICO A água, como sabemos, é de extrema importância para os seres vivos. Portanto, os conhecimentos acerca da água são essenciais para a sobrevivência da espécie humana, além de contribuírem para o equilíbrio da biodiversidade e das relações de dependência entre seres vivos e ambientes naturais (BACCI; PATACA, 2008). Tendo em vista a qualidade da água dos efluentes do Brasil, e que o tratamento de água é um processo indispensável para o fornecimento de água própria para o consumo humano, a coagulação/floculação, etapa essencial do tratamento, utiliza sais metálicos como coagulante. Com vistas a oferecer alternativas mais sustentáveis ao processo de tratamento de água, Verbel et al. (2013), em seus estudos, obtiveram uma redução de 93,25% na turbidez da água do rio Magdalena – Colômbia, utilizando como coagulante o gel presente nas folhas dos cactos Opuntia. Dessa maneira, este projeto de pesquisa buscará avaliar o desempenho do extrato de cactos da espécie Opuntia ficus-indica como possível coagulante natural no
consumidor de alumínio do mundo para a clarificação da água, sendo um modelo, nesse sentido, aos demais países do mundo. A coagulação e a floculação podem ser obtidas utilizando-se coagulantes naturais ou coagulantes químicos. Os coagulantes naturais, entre os dois, têm sido mais reconhecidos por sua aplicação na purificação tradicional de água. Coagulação e filtração rápida de areia foram instituídas, o que reduziu significativamente a turbidez e as bactérias no abastecimento de água. A cloração da água foi finalmente introduzida em 1908 e, com isso, o abastecimento de água de uma comunidade poderia, de fato, ser considerado seguro. Com a utilização de coagulantes químicos, os métodos tradicionais de clarificação da água que utilizam coagulantes naturais já não são praticados, exceto em países rurais e em desenvolvimento que têm acesso limitado a esses produtos químicos. Isso marcou o início de uma mudança de paradigma para a dependência de coagulantes químicos no tratamento da água cinzas. Ao longo dos anos, esse cenário levou gradualmente à estagnação no desenvolvimento de coagulantes naturais, portanto, não é recente a utilização dos compostos químicos inorgânicos baseados em alumínio e ferro (III) no tratamento de água. Há sempre algum tipo de impacto ambiental negativo no uso de coagulantes químicos, e, portanto, menos sustentáveis, assim a técnica de coagulação/floculação natural seguida pela sedimentação é utilizada mundialmente no processo de tratamento de águas residuais. O objetivo deste projeto de pesquisa será investigar o desempenho da ação coagulante dos cactos da espécie Opuntia fícus-indica no processo de coagulação/floculação. Os coagulantes naturais são compostos, como sementes, mucilagem e outros compostos baseados ou não baseados em plantas, que possuem a capacidade de remoção de contaminantes da água, esgotos e efluentes. Seu uso possui forte apelo ambiental, econômico e social, especialmente por se tratar de compostos facilmente encontrados na natureza, como os cactos, e por isso barato, aumentando a qualidade de vida da sociedade e mitigando o dano ou impacto ambiental. Este projeto de pesquisa apresentará o coagulante natural extraído dos cactos da espécie Opuntia Fícus-Indica , seus respectivos usos e características concentrando-se em discutir os benefícios do coagulante natural frente aos
coagulantes químicos, bem como as implicações deste tipo de coagulantes natural no tratamento de água cinzas e efluentes líquidos. Em suma, verificaremos que as questões que envolvem a pesquisa do coagulante natural é um caminho ambientalmente correto, barato e um objetivo que deveremos tentar alcançar, visto a grande demanda de tratamento de água e efluentes que ocorre ao redor do mundo.
3. METODOLOGIA O presente projeto de pesquisa foi desenvolvido com base em materiais já elaborados, que incluem: artigos em publicações acadêmicas, relatórios, livros e páginas na internet, configurando, portanto, uma pesquisa bibliográfica. A pesquisa bibliográfica foi realizada com o serviço de busca do Google voltado especialmente para estudantes, pesquisadores, cientistas e universitários, o Google Acadêmico, cujas principais palavras-chaves empregadas na pesquisa, foram: Opuntia Ficus-Indica , Palma forrageira, Águas cinzas, Tratamento de água e Coagulante natural. Além da pesquisa bibliográfica, a pesquisa experimental torna-se necessária para a comprovação ou refutação da hipótese proposta. Portanto, desenvolver um procedimento experimental em escala de bancada, no laboratório de Química da Faculdade Ciências da Vida, com o intuito de verificar os parâmetros físico-químicos das águas cinzas, tais como: pH, condutividade elétrica, turbidez, sólidos dissolvidos totais e temperatura, antes e depois do tratamento realizado com a Opuntia Ficus- Indica, a fim de se obter quantitativamente os resultados para avaliar a eficiência do processo, é de fundamental importância para a conclusão do projeto. Para a pesquisa experimental, será utilizada águas cinzas provenientes, principalmente, de máquinas de lavar das residências dos elaboradores do projeto, que residem na região de Sete Lagoas/MG. 4. ORÇAMENTO O orçamento de pesquisa é ilustrado conforme Tabela 1, exibida a seguir:
BACCI, D. C; PATACA, E. M. Educação para a água. Estudos avançados, 2008. Disponível em:< http://www.scielo.br/pdf/ea/v22n63/v22n63a14.pdf>. Acesso: 13 de novembro de 2021. BONDY, S. C. The neurotoxicity of environmental aluminum is still an issue. NeuroToxicology, v. 31, n. 5, p. 575-581, September, 2010. FERREIRA, T. G. (16 de Abril de 2015). Avaliação do desempenho do cacto da espécie Opuntia Ficus-Indica como coagulante no tratamento de água. pp. 6-
SNS, M. d. (16 de Dezembro de 2019). Sistema Nacional de Informações Sobre Saneamento. Fonte: Sistema Nacional de Informações Sobre Saneamento: http://www.snis.gov.br/diagnosticos VERBEL, R. E. O., Martínez, I.D.M., Gazabón, L.E.M. Remoción de la turbidez del água del rio Magdalena usando el mucílado del nopal Opuntia fícus-indica. Produción + Limpia , v. 8, n.1, p. 19-27, 2013. RAPOPORT, B, Águas cinzas: caracterização, avaliação financeira e tratamento para reuso domiciliar e condominial. 2004. 72 f. Dissertação (Mestrado em Saúde Pública) – Fundação Osvaldo Cruz – Escola Nacional de Saúde Pública. Rio de Janeiro, 2004). Disponível em:< https://teses.icict.fiocruz.br/pdf/rapoportbm.pdf>. Acesso: 14 de novembro de 2021. http://nou-rau.uem.br/nou-rau/document/?code=vtls https://tratamentodeagua.com.br/wp-content/uploads/2021/08/24704-Texto-do- artigo-85724-2-10-20200914.pdf
